ЯК СКОРПІОН ЗНАХОДИТЬ ЖЕРТВУ
Скорпіони підсліпуваті, хоча представите чи різних видів мають від 6 до 12 очей. До того ж полюють вони вночі, і зоологи давно уражаються спритності, з якою скорпіони хапають дрібних комах. З настанням темряви скорпіон вилазить з нірки і чекає на поверхні піску жертву. Він може годинами залишатися нерухомим, але варто нічний метелику сісти на пісок, слід миттєвий кидок, і комаха виявляється в лещатах мисливця. Як хижакові вдається помітити свою жертву?
Цим питанням зацікавилися американські зоологи Роджер Фарлі і Філіп Браунелл. У Каліфорнії, де вони працюють, водяться зручні для експериментів піщані скорпіони, що досягають 8 сантиметрів в довжину.
Так як скорпіони полюють тільки в темряві, вивчати їх поведінку складно. На щастя, хітиновий покрив цих павукоподібних при висвітленні невидимим ультрафіолетом яскраво світиться синювато-зеленим світлом. Експериментатори влаштували в лабораторії піщаний полігон, висвітлили його ультрафіолетом і, торкаючись до піску паличкою, стали спостерігати за реакцією скорпіонів.
Виявилося, що хижак зауважує дотик до піску з відстані 30 сантиметрів, а на відстані до 10 сантиметрів його оцінки напрямки і дистанції настільки точні, що перший же кидок виявляється успішним. Які ж орієнтири використовує це членистоногое?
Тільки не зорові. Зафарбовування всіх восьми очей піщаного скорпіона непрозорим лаком нітрохи не вплинуло на точність кидків. Але коли експериментатори влаштували піщаний полігон зі щілиною між двома ділянками, виявилося, що дотик до ділянки, відокремленому від того, на якому стоїть скорпіон, не викликає у тварини ніякої реакції. Але якщо хоча б одна його нога стоїть на сусідній ділянці, скорпіон негайно насторожується: він відчуває струсу піску лапками. Вважається, що пісок - погана середовище для передачі механічних коливань, але досліди з п'єзоелектричними вібраторами і детекторами коливань показали, що в ньому поширюються коливання двох видів - хвилі стиснення і релєєвського хвилі.
Хвилі стиснення поширюються порівняно швидко (в слежавшемся піску - зі швидкістю близько 200 метрів в секунду, в пухкому - 120) і йдуть як по поверхні піску, так і в його глибині. Релєєвського хвилі йдуть повільніше (40-50 метрів в секунду) і тільки по поверхні.
Тоді зоологи стали розглядати лапки скорпіона, щоб зрозуміти, якими органами він вловлює ці хвилі. На них є чутливі волоски і так звані щілиновидні сенсілли, органи чуття, споріднені з тими, з допомогою яких павуки помічають найменші коливання своєї павутини. Так як ноги скорпіона порівняно великі, вдалося підключити до них електроди і записати з них два сигналу при кожному струсі піску: першим з'являється сильний імпульс, який повідомляє про прибуття швидких хвиль стиснення, за ним слід імпульс з меншою амплітудою, відповідний прибуттю більш повільних хвиль Релея. Дратуючи черзі волоски і щілиновидні сенсілли, вчені виявили, що сигнал про хвилях стиснення дають волоски, а про релєєвського хвилях - щілини. Відстань до цілі визначається за величиною запізнювання між двома сигналами від однієї лапки! Чим більше відстань, тим пізніше приходить друга хвиля. Але як визначається напрямок на ціль?
Це з'ясували недавно німецькі фізики з Технічного університету Мюнхена. Вісім ніг скорпіона розставлені на піску приблизно по колу діаметром 5-6 см. Так що до ноги, близькому до жертви, повільна релєєвського хвиля приходить приблизно на одну мілісекунди раніше, ніж до найдальшої. Коли щелевидная сенсілли відчуває хвилю, вона посилає в центральну нервову систему скорпіона два сигналу. Один сигнал змушує нейрон, з'єднаний з цією ногою, запустити серію імпульсів. Інший сигнал йде в нейрон протилежної ноги, і він перемикає цей нейрон на гальмування. І коли до цієї ноги з мілісекундним запізненням доходить йде по піску струс від релєєвськой хвилі, її нейрон посилає гальмуючий сигнал в нейрон тієї ноги, яка першою відчула коливання. І той замовкає. Так відбувається з кожною з чотирьох пар ніг, оскільки рано чи пізно кожна з них відчуває струс піску. За тривалістю серії імпульсів від кожної ноги "мозок" скорпіона і розраховує, в якому напрямку знаходиться жертва. Як висловився один з німецьких фізиків, нейрони складають "комітет" з восьми членів і рішення про направлення на жертву виноситься їхнім спільним голосуванням. Клешні і жало скорпіона довершують справу.
